標題是假的

標題是假的 (Fake Title)
知識通訊評論第80期

哲學邏輯可用來思考當前基因研究。

將希臘哲學和基因連結作一類比，或許能幫助生物學家發掘真相。

精明的讀者看到這篇文章的標題想搞清楚狀況時，說不定會引發許多有趣的聯想。如果所言確實是真的，那我們就得相信它所說的；它是假的。如果是假的（通常我們都大有理由懷疑自己收到的資訊），那反之必為真，標題是真的；可是它又說了這是假的。

這景象有如追著尾巴團團轉的狗，對曾做過基因連結和生物過程的人應不陌生。常見的生物作用描述諸如「此基因會自我抑制」或是「甲基因活化乙基因，乙基因抑制甲基因。」都同樣淪為自我參照，陷入沒完沒了的輪迴。

自我參照的論述稱為「騙子的悖論」（liar paradoxes），已經讓古往今來的哲學家困擾足足兩千多年。發明這種悖論的人一般認為是埃庇米尼得斯（Epimenides，西元前六世紀）和歐布利德斯（Eubulides，西元前四世紀）。埃庇米尼得斯是克里特島人，搞不好就是因為他說了「克里特島人都是騙子」才有後續一連串引伸。雖然嚴格說來這不算是真的悖論（一個解答便是，只有一些克里特島人是騙子）。更有力的悖論所在多有，像是；「以下所說為真，先前所述為假。」

破解騙子的悖論方法之一是讓答案隨時間改變，例如；「若以下為真，則前述為假，則以下為假」等等。我們認為這種弔詭的論述在基因交互作用中有其相似之處，破解之道在於明白審視時間和空間的完整尺度。

迴旋思考

p53會刺激另一個叫做Mdm2的蛋白質生成，這個蛋白質又會抑制p53。這種簡單的關係被解釋為「自我調控」，意指負向回饋能穩定控制蛋白質濃度。

科學家老早就在尋找描述生物作用的最佳語言。從一九六〇年代開始，有些研究者，包括物理學家考夫曼（Stuart Kauffman）都是發展基因連結網路的布林（Boolean）模型的先驅者。這些模型以時間步數建立系統內事件發生的先後順序。有些連結直截了當（甲造成乙造成丙），有些則包含迴圈，因而一些事件會再度出現，形成重複的模式。一般而言，如同理論生物學家湯瑪斯（René Thomas）一九八〇年代所推想的，正向回饋（例如甲刺激甲的發生）導致穩定的狀態（例如「開」或「關」的狀態）。另一方面，負向回饋（例如甲抑制甲的發生）有可能導致穩定、來回震盪甚至混沌的狀態，這決定於抑制作用和其他變因的強度。

生物學家慣於同時考慮多系統的動態變化，包括基因轉錄和轉譯的連結。但是他們對於彼此擷抗的作用力卻常以靜態方式描述，例如使用箭號。被活化的基因以箭號指出，截斷連結線的短槓則表示基因被抑制，這種表達方式簡單有用，但也有可能誤導別人。

舉例來說，我們來看看研究最多的基因，腫瘤抑制蛋白p53，它在過半數的人類癌症病例中都出現突變現象。一九九〇年代早期，歷經十多年的深入研究之後，人們總算知道p53會刺激另一個叫做Mdm2的蛋白質生成，這個蛋白質又會抑制p53。這種簡單的關係被解釋為「自我調控」，意指負向回饋能穩定控制蛋白質濃度。直到兩千年時大家才發現p53蛋白質的濃度隨時間上下起伏，就像是騙子悖論中的真真假假。此時人們才真正體會了蛋白質動力學的細節。

明白的類型

圖樣隸屬於最早由數學家圖靈（Alan Turing）發現的，會自我組織、自我修復的反應擴散系統。

相類同的連結關係有時會導致截然不同的行為現象，取決於尺度大小。說得更清楚些，讓我們把p53的例子一般化；「甲產生乙，乙抑制甲」。現在再把時間和空間的變因納入考慮，神奇的事就發生了：「甲慢慢擴散然後活化乙，乙擴散很快馬上抑制甲。」若是我們圖示這種交互作用，以顏色標明甲和乙隨時間被活化作用的現象，我們將看到複雜的圖像產生；點狀、條狀或波浪紋，取決於反應強度、速度和產物生命週期長短。任何對生物模式有興趣的人對此都不陌生；它正是一九七〇年代發展生物學家孟哈特（Hans Meinhardt）和基爾（Alfred Gierer）所提出的圖樣反覆機制。

這些圖樣隸屬於最早由數學家圖靈（Alan Turing）發現的，會自我組織、自我修復的反應擴散系統。在他一九五二年的經典之作〈形態發育的化學基礎〉中，他認為這類反應可能是各類型生物圖樣的根源。至少在理論上，這一切僅需兩個因素來控制。

騙子的悖論啟發我們重新考慮所有交互關連的現象，也讓我們憶起時間、空間、作用範圍這些因素對於解說連結關係導致真正結果的重要性。某種意義上，許多生物現象可能都是「以下為真，前述為假」論述的多面向變體。